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流体系统技术 搜索  
 
设计者可以通过选择恰当的液压接头控制液压系统泄漏

尽管接头技术在不断提高,但是当您走进制造厂时,经常仍会看到机器下面放着接水/油盘,或是管接头周围缠绕的布片在滴落液压流体。很显然,液压泄漏仍然是全世界的制造厂都在面临的一个问题。

许多连接液压管道或卡套管系统的接头是主要的液压泄漏源,在机械震动严重的情况下尤其如此。在许多此类系统中,人们可能多年未曾发现或是忽视泄漏接头。 

但是,人们对液压泄漏的关注度在不断提高,部分原因是老化系统需要维护以及工厂要对现有设施扩容。其它因素包括越来越严格的安全和环境法规、越来越高的液压流体成本。其结果是,人们常常会要求设计者指定防泄漏系统,因此,设计者必须对各种接头设计了然于胸。

螺纹管连接

螺纹管连接在液压系统中仍很常见,但它已从诸如 NPT(美国国家管螺纹,National Pipe Thread)的锥形螺纹密封发展为更加可靠的密封形式 - 带弹性 O 形圈的 SAE(汽车工程师协会,Society of Automotive Engineers)机械式直螺纹连接。
图 1:NPT 连接
NPT 接头在锥形螺纹的齿侧、齿顶和齿根处的连接金属表面之间形成“挤压密封”(图 1)。由于金属本身的亲和力(尤其是在与碳钢或不锈钢进行配合时),在安装过程中金属可能会出现咬合和磨损。因此,在连接NPT螺纹接头时,必须在外螺纹上使用润滑剂(或者含润滑剂的密封剂)以防止损坏螺纹。

图 2:直螺纹连接但是,像NPT设计那样仅依靠螺纹进行密封无法获得最佳防泄漏效果。SAE 直螺纹设计正在得到广泛的使用;它采用直螺纹进行固定,并使用 O 形圈作为密封装置(图 2)。弹性 O 形圈一般位于外螺纹底部,在内螺纹端入口处附近与凸台或平坦面紧密相结合。SAE直螺纹接头避免了在最初组装时,NPT锥形螺纹接头因过度紧固而发生的螺纹损坏。

本行业已使用多年的扩口接头依靠机械式直螺纹进行固定,同时用 37º 的扩口图 3:37° 扩口接头突起与对应的扩口入口配合形成金属对金属密封(图 3)。扩口接头在静态系统中相当可靠,但是存在震动、脉动、压力推力或侧载的动态系统中经常会出现泄漏。



卡套管接头

虽然液压管道系统通常选择螺纹接头,但越来越多的液压系统设计者正在转向采用卡套管和卡套管接头系统。一直以来,卡套管系统仅限于诸如实验室设备的仪表应用。不过,人们时常会在许多小孔液压应用中用卡套管取代螺纹管接头和扩口接头,因为卡套管可以显著缩短安装时间、降低维护成本。此外,卡套管系统还具有设计灵活、性能更好的特点,因为它消除了管接头(尤其是 45º 和 90º 弯头)通常出现的摩擦所致压降和紊流现象。
 
图 4:双卡套或机械抓紧式接头当前行业中最常用的两种卡套管接头是单卡套设计和双卡套设计。单卡套设计使用一个可在卡套管上产生摩擦抓紧的卡套进行密封。卡套的前缘咬入卡套管,从而达到固定和密封效果。

双卡套或机械抓紧式卡套管接头使用前、后两个卡套,它们起着不同的作用(图 4)。后卡套的主要功能是确保牢固抓紧卡套管。前卡套与接头本体的内部锥体配合可起到密封作用。两个卡套配合作用,可形成类似于弹簧的活动负载密封,既可用于卡套管初始安装,也可用于卡套管的复装。

前卡套在固定元件(即后卡套)正前方形成密封,因此,双卡套卡套管接头设计可实现压力防泄漏。固定和密封这两种功能分别由不同的元件来实现的优势在于它可以让每个元件各司其职。






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